(57)【要約】【課題】製造が容易で、且つ省電力化が図れる接点開閉装置を提供することにある。【解決手段】接点開閉装置１は、導電性流体Ｌ１及び該導電性流体Ｌ１と混合しない絶縁性流体Ｌ２が収納される収納凹所３ｂが設けられた半導体基板３、及び半導体基板３に接合される絶縁基板５から構成され、絶縁基板５により後面開口が閉塞された収納凹所３ｂからなる収納室２ａを有する本体部２と、絶縁基板５において収納凹所３ｂを閉塞する部位に設けられて収納室２ａ内に露設される一対の接点６ａ，７ａと、本体部２の厚み方向における収納室２ａの壁部である収納凹所３ｂの底壁部３ｃを変形させて収納室２ａ内で導電性流体Ｌ１を移動させ、一対の接点６ａ，７ａ間の通電状態を切り換えるアクチュエータ８とを備え、収納凹所３ｂは、半導体基板３の厚み方向における断面が円形状に形成され、底壁部３ｃは、全面に亘ってダイアフラム状に形成されている。【選択図】図１
2007299632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性流体及び該導電性流体と混合しない絶縁性流体が収納される収納室を有する本体部と、収納室内に露設される一対の接点と、本体部の厚み方向における収納室の壁部を変形させて収納室内で導電性流体を移動させ、一対の接点間の通電状態を切り換えるアクチュエータとを備え、収納室は、半導体基板の厚み方向における断面が円形状に形成され、前記壁部は、全面に亘ってダイアフラム状に形成されていることを特徴とする接点開閉装置。
【請求項２】
アクチュエータにより前記壁部を変形させていない際に、収納室の内面において導電性流体と接触されない部位は、導電性流体に対して濡れ性が悪くなるように粗面化されていることを特徴とする請求項１に記載の接点開閉装置。
【請求項３】
一対の接点の一方は、導電性流体に常時接触され、一対の接点の他方は、アクチュエータにより前記壁部を変形させた際にのみ、導電性流体と接触されるように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の接点開閉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体金属のような導電性流体を介して接点を開閉する接点開閉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液体金属のような導電性流体を介して接点を開閉する接点開閉装置が種々提案されている。例えば、特許文献１には、所定の体積を持ち、その内部の空気を加熱するヒータが設置されている能動貯蔵庫と、能動貯蔵庫と所定の間隔に離隔されてその内部にヒータが設置されている、同一な体積を持つ受動貯蔵庫と、能動貯蔵庫と受動貯蔵庫の間の空間に延長されて液体金属の移動路としての役割を果すチャンネルと、互いに離隔されてチャンネルの所定の領域で各々チャンネルの内部に一端が挿入され外部に伸びる第１信号電極と、第１信号電極と一定の間隔に離隔されて同一な形状で形成された第２信号電極と、チャンネルの内部に実装されて第１信号電極と第２信号電極の接点としての役割を果す液体金属と、半導体基板の上、下側面に接合された上、下部ガラス基板とを備え、ヒータに通電して能動貯蔵庫又は受動貯蔵庫内の空気を加熱して膨張させることでチャンネル内部の液体金属を移動させ、第１信号電極と第２信号電極とを液体金属を介して導通させるオン状態と導通させないオフ状態とを切り換えるようにした熱駆動型のマイクロリレーが開示されている。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に開示されている従来例は、能動貯蔵庫並びに受動貯蔵庫内の空気をヒータで加熱して膨張させた空気によってチャンネル内部の液体金属を移動させているので、ヒータの通電開始から液体金属が移動してオン・オフが切り換わるまでの時間（動作時間）が比較的に長くなってしまい、応答性が低いという問題があった。
【０００４】
かかる問題点に鑑みて、本発明者らは、図３（ａ）〜（ｅ）に示す接点開閉装置１００を想起するに至った。尚、以下の説明では、説明の簡略化のために、図３（ａ）における紙面手前方を接点開閉装置１００の前方、図３（ａ）における紙面奥方を接点開閉装置１００の後方と規定する。
【０００５】
図３（ａ）〜（ｅ）に示す接点開閉装置１００は、半導体基板１０３及び絶縁基板１０５を用いて形成され、導電性流体Ｌ１００及び当該導電性流体Ｌ１００と混合されない絶縁性流体Ｌ２００が収納されるとともに、一対の接点１０６ａ，１０６ａが露設される流体収納室１０２ａを有する本体部１０２と、本体部１０２を部分的に変形させることで導電性流体Ｌ１００を移動させ、一対の接点１０６ａ，１０６ａ間の導通状態を切り換えるアクチュエータ１０７とを備えている。
【０００６】
尚、接点開閉装置１００では、導電性流体Ｌ１００として、常温常圧（２５℃、１気圧）で液体の金属（例えば、水銀）を用い、導電性流体Ｌ１００と混合されない絶縁性流体Ｌ２００として、空気を用いている。また尚、説明の簡略化のため、図３では、導電性流体Ｌ１００をハッチの網掛けで示し、絶縁性流体Ｌ２００をドットの網掛けで示している。
【０００７】
本体部１０２は、図３（ｃ）に示すように、半導体基板１０３と、絶縁基板１０５とを用いて構成されている。
【０００８】
半導体基板１０３は、単結晶のシリコン基板からなり、図３（ｃ）に示すように、前面には、略矩形状の凹部１０３ａが設けられており、半導体基板１０３の裏面において凹部１０３ａに対応する部位には、導電性流体Ｌ１００を収納するチャンバ１０２ａ用の凹所１０３ｂが設けられており、この凹所１０３ｂは、図３（ｂ）に示すように略菱形に形成されている。したがって、図３（ｃ）に示すように、半導体基板１０３において凹部１０３ａの底壁部が、薄膜状のダイアフラム部１０３ｃとなっており、このダイアフラム部１０３ｃの略中央部には、図３（ｃ）に示すように、前方へ突出する角錐台形の突部１０３ｄが一体に突設されている。
【０００９】
また、凹所１０３ｂの一端側（図３（ｂ）における右端側）には、チャンバ１０２ａ内に導電性流体Ｌ１００を注入するための第１チャンネル１０２ｂ用の略矩形状の第１溝部１０３ｅが形成されており、この第１溝部１０３ｅは、図３（ｃ）に示すように、正方形状の流体注入口１０３ｆにより半導体基板１０３の前面側と連通している。流体注入口１０３ｆは、第１チャンネル１０２ｂ内に導電性流体Ｌ１００を注入するために設けられており、導電性流体Ｌ１００を注入した後に、図３（ａ）に示すように、略矩形状のガラス板からなる閉塞板１０４により閉塞される。
【００１０】
一方、凹所１０３ｂの他端側（図３（ｂ）における左端側）には、導電性流体Ｌ１００が移動する流路（移動路）となる第２チャンネル１０２ｃ用の蛇行形状の第２溝部１０３ｇが形成されている。
【００１１】
絶縁基板１０５は、外形寸法が半導体基板１０３と略同一のガラス基板からなり、半導体基板１０３の後面に、陽極接合によって接合される。このように絶縁基板１０５を半導体基板１０３の後面に接合することにより、凹所１０３ｂ及び第１溝部１０３ｅ並びに第２溝部１０３ｇの後面開口がそれぞれ閉塞される。そして、絶縁基板１０５により後面開口が閉塞された凹所１０３ｂが、導電性流体Ｌ１００を収納するチャンバ１０２ａとして、絶縁基板１０５により後面開口が閉塞された第１溝部１０３ｅが、導電性流体Ｌ１００をチャンバ１０２ａに注入するための第１チャンネル１０２ｂとして、絶縁基板１０５により後面開口が閉塞された第２溝部１０３ｇが、導電性流体Ｌ１００の流路となる第２チャンネル１０２ｃとしてそれぞれ用いられ、これらチャンバ１０２ａと第１及び第２チャンネル１０２ｂ，１０２ｃによって、導電性流体Ｌ１００が流動自在に収納される流体収納室１０２ｄが構成される。
【００１２】
一方、絶縁基板１０５において、半導体基板１０３の第２溝部１０３ｇに対向する部位（すなわち、第２チャンネル１０２ｃの底面部となる部位）には、図３（ｂ），（ｄ）に示すように、一対のスルーホール１０５ａ，１０５ａが貫設されており、各スルーホール１０５ａの内周面及び前面開口には、導電性金属材料（例えば半田等）を用いためっき層からなる接点（コンタクト）１０６ａが形成されている。したがって、絶縁基板１０５を半導体基板１０３に接合した際には、一対の接点１０６ａ，１０６ａが第２チャンネル２ｃ内に露設されることになる。また、絶縁基板１０５の後面には、銅等の導電性金属材料を用いた一対の電極パッド１０６ｂ，１０６ｂがそれぞれ形成されており、各電極パッド１０６ｂは、配線パターン１０６ｃによって各接点１０６ａに個別に接続されている。
【００１３】
本体部１０２は、上述したように半導体基板１０３の後面に絶縁基板１０５を陽極接合することにより構成されており、流体収納室１０２ｄには、流体注入口１０３ｆから導電性流体Ｌ１００が所定量だけ注入される。さらに詳しく説明すると、導電性流体Ｌ１００は、第２チャンネル１０２ｃの他端側に、空気からなる絶縁性流体Ｌ２００を閉じ込めるようにして流体注入口１０３ｆから第１チャンネル１０２ｂを通してチャンバ１０２ａ内に注入される。そして、導電性流体Ｌ１００を流体収納室１０２ｄに注入した後には、半導体基板１０３の前面に閉塞板１０４が接合され、これにより液体注入口１０３ｆの前面開口が閉塞される。
【００１４】
ここで、本体部１０２の流体収納室１０２ｄに注入する導電性流体Ｌ１００の量は、ダイアフラム部１０３ｃが変形していない際に、導電性流体Ｌ１００が、いずれの接点１０６ａ，１０６ａとも接触しないような量に設定している。そのため、図３に示す接点開閉装置１００は、常開型（ノーマリーオープン型）の接点開閉装置となっている。
【００１５】
アクチュエータ１０７は、例えば扁平な棒状に形成された圧電振動子からなり、先端部を凹部１０３ａと対向させると同時に突部１０３ｄの先端に当接させる形で半導体基板１０３の前面に接合された片持ち梁構造を有している。したがって、アクチュエータ１０７の厚み方向に電圧を印加すれば、固定されていないアクチュエータ１０７の先端部がダイアフラム部１０３ｃに近づく向き（図３（ｃ）における下方）に撓んで突部１０３ｄを押圧し、これにより半導体基板１０３のダイアフラム部１０３ｃが凹所１０３ｂ側へ変形する（撓む）ことになる。そして、電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ１０７が突部１０３ｄを押圧しなくなり、これによりダイアフラム部１０３ｃが元の形に復帰することになる。
【００１６】
次に、接点開閉装置１００の動作について説明する。まず、電圧が印加されていない状態では、アクチュエータ１０７が動作しないためにダイアフラム部１０３ｃが変形しておらず、このとき、流体収納室１０２ｄ内に収納されている導電性流体Ｌ１００は、いずれの接点１０６ａ、１０６ａとも接触しておらず、接点１０６ａ，１０６ａ間は絶縁（開成）されている（オフ状態）。
【００１７】
このオフ状態から電圧を印加してアクチュエータ１０７を駆動すると、アクチュエータ１０７の先端部が突部１０３ｄを押圧し、これによりダイアフラム部１０３ｃが後方に押し下げられる。このようにダイアフラム部１０３ｃが押し下げられると、チャンバ１０２ａの容積が減少し、これによりチャンバ１０２ａ内に収納されている導電性流体Ｌ１００が第２チャンネル１０２ｃ側へ移動（流動）させられ、これにより一対の接点１０６ａ，１０６ａが導電性流体Ｌ１００によって短絡（閉成）される（オン状態）。
【００１８】
そして、このオン状態から電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ１０７によって変形させられていたダイアフラム部１０３ｃが元の状態に復帰する。これに伴ってチャンバ１０２ａの容積が元に戻るから、第２チャンネル１０２ｃ内の絶縁性流体Ｌ２００の圧力によって、第２チャンネル１０２ｃ側に移動していた導電性流体Ｌ１００がチャンバ１０２ａ側に戻って、一対の接点１０６ａ，１０６ａが開成される（オフ状態）。
【００１９】
このように接点開閉装置１００では、アクチュエータ１０７によりダイアフラム部１０３ｃを変形させることで、導電性流体Ｌ１００を移動させるようにしているので、特許文献１のように、ヒータにより空気を熱膨張させることにより液体金属を移動させているものに比べて、接点間の導通状態が切り換わるまでの動作時間を十分に短くすることができて、応答性の向上を図ることができていた。
【特許文献１】特開平９−１６１６４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、図３に示す接点開閉装置１００では、チャンバ１０２ａに加えて、第１チャンネル１０２ｂや第２チャンネル１０２ｃを備える複雑な構成を有しているので、半導体基板１０３に、チャンバ１０２ａ用の凹所１０３ｂに加えて、第１チャンネル１０２ｂ用の第１溝部１０３ｅや、第２チャンネル１０２ｃ用の第２溝部１０３ｇ等を形成しなくてはならず、これにより製造が容易に行えず、生産性が悪いという問題が生じていた。
【００２１】
また、第２チャンネル１０２ｃのような細長い空間部に、導電性流体Ｌ１００を注入する作業は、非常に手間がかかるため、これも生産性の悪化の一因となっていた。
【００２２】
さらに、図３に示す接点開閉装置１００では、導電性流体Ｌ１００用の流路となる第２チャンネル１０２ｃを設けているために、チャンバ１０２ａとして使用できる領域を大きくとることができず、これによりダイアフラム部１０３ｃの剛性を十分に低下させることができなかった。そのため、チャンバ１０２ａのダイアフラム部１０３ｃを変形させるためには、アクチュエータ１０７に印加する電圧を高くしなければならず、これにより接点開閉装置１００の駆動に必要な電力が大きくなり、省電力化が図れないという問題があった。
【００２３】
本発明は上述の点に鑑みて為されたもので、その目的は、製造が容易で、且つ省電力化が図れる接点開閉装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上述の課題を解決するために、請求項１の接点開閉装置の発明では、導電性流体及び該導電性流体と混合しない絶縁性流体が収納される収納室を有する本体部と、収納室内に露設される一対の接点と、本体部の厚み方向における収納室の壁部を変形させて収納室内で導電性流体を移動させ、一対の接点間の通電状態を切り換えるアクチュエータとを備え、収納室は、半導体基板の厚み方向における断面が円形状に形成され、前記壁部は、全面に亘ってダイアフラム状に形成されていることを特徴とする。
【００２５】
請求項２の接点開閉装置の発明では、請求項１の構成に加えて、アクチュエータにより前記壁部を変形させていない際に、収納室の内面において導電性流体と接触されない部位は、導電性流体に対して濡れ性が悪くなるように粗面化されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項３の接点開閉装置の発明では、請求項１又は２の構成に加えて、一対の接点の一方は、導電性流体に常時接触され、一対の接点の他方は、アクチュエータにより前記壁部を変形させた際にのみ、導電性流体と接触されるように構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
請求項１の接点開閉装置の発明は、本体部の厚み方向における壁部が全面に亘ってダイアフラム状に形成されている収納室内に導電性流体と絶縁性流体を収納するとともに一対の接点を露設することで、収納室に、導電性流体を収納するチャンバとしての機能と、導電性流体の流路となるチャンネルとしての機能とを持たせているので、従来の接点開閉装置のように導電性流体を収納するためのチャンバと、チャンバに収納された導電性流体の流路となるチャンネルを別個に設ける場合に比べて、構成を簡素化することができ、また、収納室は本体部の厚み方向における断面が円形状に形成されているから、従来のように細長い空間部からなるチャンネルに導電性流体を注入する場合に比べて、注入作業を容易に行うことができ、これらにより製造が容易になるという効果を奏し、しかも従来の接点開閉装置のようにチャンネル用の領域を確保する必要がないから、チャンバとして用いることができる領域を増やすことができ（全面に亘ってダイアフラム状に形成される壁部の面積を増やすことができ）、これにより壁部の剛性を低下させて、変形し易くさせることが可能になるから、省電力化が図れるという効果を奏する。
【００２８】
請求項２の接点開閉装置の発明は、アクチュエータにより収納室の壁部を変形させて導電性流体を移動させた後に、壁部を元の状態に復帰させた際に、導電性流体が元の状態へと戻りやすくなり、これにより、安定した動作が行えるようになるという効果を奏する。
【００２９】
請求項３の接点開閉装置の発明は、一対の接点のうち一方の接点に、導電性流体が常時接触するようにしているので、オン状態とするには、導電性流体を他方の接点に接触するように移動させるだけでよく、これによりオン状態とするために導電性流体を両方の接点に接触させるような場合に比べて、動作スピードを速くすることができるとともに、動作をスムーズに行えるようになるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に、本発明の接点開閉装置の一実施形態について図１及び図２を参照して説明する。尚、以下の説明では、図１（ｃ）における上方を接点開閉装置の前方、図１（ｃ）における下方を接点開閉装置の後方と規定する。
【００３１】
本実施形態の接点開閉装置１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、導電性流体Ｌ１及び該導電性流体Ｌ１と混合しない絶縁性流体Ｌ２が収納される収納室２ａ用の収納凹所３ｂが一面側（後面側）に設けられた半導体基板３と、収納凹所３ｂを閉塞するようにして半導体基板３の一面側に接合される絶縁基板５とから構成され、絶縁基板５により後面開口が閉塞された収納凹所３ｂからなる収納室２ａを有する本体部２と、該絶縁基板５において収納凹所３ｂを閉塞する部位に設けられて収納室２ａ内に露設される一対の接点６ａ，７ａと、本体部２の厚み方向における収納室２ａの壁部である収納凹所３ｂの底壁部３ｃを変形させて収納室２ａ内で導電性流体Ｌ１を移動させ、一対の接点６ａ，７ａ間の通電状態を切り換えるアクチュエータ８とを備え、収納凹所３ｂは、半導体基板３の厚み方向（すなわち本体部２の厚み方向）における断面が円形状に形成され、収納室２ａの前記壁部である収納凹所３ｂの底壁部３ｃは、全面に亘ってダイアフラム状に形成されている。
【００３２】
ところで、本実施形態の接点開閉装置１では、導電性流体Ｌ１として、常温常圧（２５℃、１気圧）で液体の金属（例えば、水銀）を用い、導電性流体Ｌ１と混合されない絶縁性流体Ｌ２として、気体（例えば、空気や窒素）を用いている。ここで、絶縁性流体Ｌ２としては、空気に限らず、希ガス等の他の気体であってもよいし、液体であってもよい。
【００３３】
尚、説明の簡略化のため、図１及び図２では、導電性流体Ｌ１をハッチの網掛けで示し、絶縁性流体Ｌ２をドットの網掛けで示している。
【００３４】
本体部２は、図１（ｃ）に示すように、半導体基板３と絶縁基板５とを用いて構成されている。
【００３５】
半導体基板３は、例えば単結晶のシリコン基板からなり、図１（ａ）に示すように、前面には、円形状の凹部３ａが設けられており、半導体基板３の後面において凹部３ａと対向する部位には、図１（ｂ）に示すように、半導体基板３の厚み方向における断面が凹部３ａと略同寸法の円形状に形成された収納凹所３ｂが設けられている。したがって、図１（ｃ）に示すように、半導体基板３の凹部３ａの底壁部３ｃが、全面に亘ってダイアフラム状（薄膜状）となっており、半導体基板３の前面側における底壁部３ｃの略中央部には、半導体基板３の前方へ突出する角錘台形の突部３ｄが一体に突設されている。
【００３６】
加えて、半導体基板３の後方には、一端側が収納凹所３ｂと連通する略矩形状の溝部３ｅが形成されており、この溝部３ｅの他端には、溝部３ｅと半導体基板３の前面側とを連通させる連通孔３ｆが形成されている。この連通孔３ｆは、収納凹所３ｂ内に導電性流体Ｌ１を注入するために用いられる。そして、連通孔３ｆは、導電性流体Ｌ１を注入した後に、導電性流体Ｌ１が流出しないように、ガラス板からなる封止板４により閉塞される。尚、図１（ｃ）では、封止板４は省略している。
【００３７】
尚、以上述べた凹部３ａ、収納凹所３ｂ、突部３ｄ、溝部３ｅ、及び連通孔３ｆは、エッチング等の周知の半導体製造プロセスを利用して半導体基板３に形成してあるため、詳細な説明は省略する。また尚、上記の半導体基板３の代わりに、半導体基板３と同様の形状に形成された絶縁性を有する樹脂基板等を用いるようにしてもよく、状況に応じて好適なものを採用すればよい。
【００３８】
絶縁基板５は、例えば半導体基板３と略同一の外形寸法を有する透明なガラス基板からなり、半導体基板３の後面に、陽極接合等によって接合される。尚、絶縁基板５としては、ガラス基板の他に、絶縁性を有する樹脂基板を用いることができる。
【００３９】
このように絶縁基板５を半導体基板３の後面に接合することにより、収納凹所３ｂ及び溝部３ｅの後面開口がそれぞれ閉塞される。そして、絶縁基板５により後面開口が閉塞された収納凹所３ｂが、導電性流体Ｌ１及び絶縁性流体Ｌ２をそれぞれ収納する収納室（チャンバ）２ａとして用いられる。
【００４０】
一方、絶縁基板５において、半導体基板３の収納凹所３ｂに対向する部位には、図１（ｂ）に示すように、一対のスルーホール５ａ，５ｂが貫設されている。ここで、一方のスルーホール５ａは、溝部３ｅの近傍に位置するように絶縁基板５に貫設されており、他方のスルーホール５ｂは、スルーホール５ａよりも溝部３ｅの遠方に位置するように絶縁基板５に貫設されている。また、絶縁基板５の前面において収納凹所３ｂ内に位置する面（すなわち収納室２ａの内面）は、スルーホール５ａの開口周辺部Ｐを除いてブラスト加工等によって粗面化されている。すなわち、アクチュエータ８により底壁部３ｃを変形させていない際に、収納室２ａの内面において導電性流体Ｌ１と接触されない部位は、導電性流体に対して濡れ性が悪くなるように粗面化されている。尚、上記の部位の他に、収納凹所３ｂの内面全面を粗面化してもよい。
【００４１】
これにより、開口周辺部Ｐでは、導電性流体Ｌ１に対する濡れ性が良く、その他の部位では、導電性流体Ｌ１に対する濡れ性が悪くなるようにしている。尚、ブラスト加工に限らず、導電性流体Ｌ１に対して濡れ性が悪い樹脂等を絶縁基板５にコーティングするようにしてもよい。
【００４２】
スルーホール５ａ，５ｂの内周面及び前面開口には、それぞれ導電性金属材料（例えば半田等）を用いためっき層からなる接点６ａ，７ａが形成されており、これにより絶縁基板５を半導体基板３に接合した際には、一対の接点６ａ，７ａが収納凹所３ｂ（収納室２ａ）内に露設されることになる。尚、各接点６ａ，７ａ用の導電性金属材料としては、導電性流体Ｌ１に対する濡れ性が良いもの（例えば半田等）を用いることが好ましい。
【００４３】
また、絶縁基板５の後面における一対のスルーホール５ａ，５ｂの近傍には、銅等の導電性金属材料を用いた一対の電極パッド６ｂ，７ｂがそれぞれ形成されており、これら電極パッド６ｂ，７ｂは、配線パターン６ｃ，７ｃによって接点６ａ，７ａに個別に接続されている。
【００４４】
本体部２は、上述したように半導体基板３の後面に絶縁基板５を陽極接合することにより構成されており、上述したように、絶縁基板５により後面開口が閉塞された収納凹所３ｂが、導電性流体Ｌ１及び絶縁性流体Ｌ２をそれぞれ収納する収納室（チャンバ）２ａとして用いられ、したがって、収納凹所３ｂの底壁部３ｃが、アクチュエータ８により変形される本体部２の厚み方向における収納室２ａの壁部として用いられる。
【００４５】
収納室２ａには、連通孔３ｆから導電性流体Ｌ１が所定量だけ注入され、導電性流体Ｌ１を収納室２ａに注入した後には、連通孔３ｆの前面開口を閉塞するように半導体基板３の前面に封止板４が接合される。ここで、収納室２ａに注入する導電性流体Ｌ１の量は、図１（ｂ）に示すように、溝部３ｄの近傍に位置する接点６ａに導電性流体Ｌ１が接触し、溝部３ｄの遠方に位置する接点７ａに導電性流体Ｌ１が接触しない量としてあり、収納室２ａにおける導電性流体Ｌ１が存在していない空間部には、絶縁性流体Ｌ２が存在している。
【００４６】
したがって、本実施形態の接点開閉装置１は、常開型（ノーマリーオープン型）の接点開閉装置となっている。
【００４７】
アクチュエータ８は、例えば扁平な棒状に形成された圧電振動子からなり、先端部を凹部３ａと対向させると同時に突部３ｄの先端に当接させる形で半導体基板３の前面に接合された片持ち梁構造を有している。したがって、アクチュエータ８の厚み方向に電圧を印加すれば、固定されていないアクチュエータ８の先端部が底壁部３ｃに近づく向き（図１（ｃ）における下方）に撓んで突部３ｄを押圧し、これにより半導体基板３の底壁部３ｃが収納凹所３ｂ側へ変形する（撓む）ことになる。そして、電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ８が突部３ｄを押圧しなくなり、これにより底壁部３ｃが元の形に復帰することになる。
【００４８】
尚、アクチュエータ８は、片持ち梁構造のものに限られるものではなく、幅方向における両端部を半導体基板３に接合することでアクチュエータ８を両持ち梁構造としても構わない。但し、アクチュエータ８を片持ち梁構造とした方が、両持ち梁構造の場合に比較して全体の小型化が図れるという利点がある。
【００４９】
また尚、本実施形態では、圧電振動子によりアクチュエータ８を構成しているが、例えば、金属のような弾性材料からなる板状のシム（図示せず）と、シムの片面に取着される板状の圧電素子（図示せず）を有するユニモルフ型の圧電振動体（図示せず）でアクチュエータ８を構成したり、或いは、シムの両面にそれぞれ圧電素子を取着してなるバイモルフ型の圧電振動体（図示せず）でアクチュエータ８を構成したりしても構わない。特に、バイモルフ型の圧電振動体でアクチュエータ８を構成した場合、ユニモルフ型の圧電振動体で構成する場合に比較してアクチュエータ８の駆動力が大きくなって動作時間がさらに短縮できるという利点がある。
【００５０】
次に、本実施形態の接点開閉装置１の動作について図１（ｂ）及び図２を参照して説明する。まず、電圧が印加されていない状態では、アクチュエータ８が動作しないために底壁部３ｃが変形しておらず、このとき、収納室２ａ内（収納凹所３ｂ内）の導電性流体Ｌ１は、図１（ｂ）に示すように、接点６ａのみと接触している。したがって、接点６ａ，７ａ間は絶縁（開成）されている（オフ状態）。
【００５１】
このオフ状態から電圧を印加してアクチュエータ８を駆動すると、アクチュエータ８の先端部が突部３ｄを押圧し、これにより底壁部３ｃが後方に押し下げられる。このように底壁部３ｃが押し下げられると、底壁部３ｃによって収納室２ａ内の導電性流体Ｌ１が押し広げられて、図２に示すように、絶縁性流体Ｌ２を圧縮するように収納室２ａ内で広がっていき、やがて、導電性流体Ｌ１が接点７ａに接触して、一対の接点６ａ，７ａが短絡（閉成）される（オン状態）。
【００５２】
そして、このオン状態から電圧の印加を停止すれば、アクチュエータ８によって変形させられていた底壁部３ｃが元の状態に復帰する。これに伴って底壁部３ｃによる導電性流体Ｌ１への押圧が解除されるから、圧縮された絶縁性流体Ｌ２より受ける圧力と導電性流体Ｌ１の表面張力によって、導電性流体Ｌ１は図１（ｂ）に示すような元の状態へと戻り、一対の接点６ａ，７ａが開成される（オフ状態）。
【００５３】
このように本実施形態の接点開閉装置１は、一対の接点６ａ，７ａの一方の接点６ａが導電性流体Ｌ１に常時接触され、一対の接点６ａ，７ａの他方の接点７ａがアクチュエータ８により底壁部３ｃを変形させた際にのみ導電性流体Ｌ１と接触されるように構成されている。
【００５４】
したがって、接点開閉装置１をオン状態とするには、導電性流体Ｌ１を他方の接点７ａに接触するように移動させるだけでよく、これによりオン状態とするために導電性流体Ｌ１を両方の接点６ａ，７ａに接触していない状態から両方の接点６ａ，７ａに接触するように移動させる場合に比べて、動作スピードを速くすることができるとともに、動作をスムーズに行えるようになる。
【００５５】
また、上述したように接点６ａの開口周辺部Ｐの導電性流体Ｌ１に対する濡れ性を、他の部位の濡れ性よりも良好となるようにしているので、アクチュエータ８で変形された底壁部３ｃによって図２に示すように押し広げられた導電性流体Ｌ１が、底壁部３ｃを元の状態に復帰させた際に、図１（ｂ）に示すような元の状態へと戻りやすくなり、これにより、安定した動作が行えるようになる。
【００５６】
以上述べたように、本実施形態の接点開閉装置１では、底壁部３ｃが全面に亘ってダイアフラム状に形成されている収納凹所３ｂ内に導電性流体Ｌ１と絶縁性流体Ｌ２を収納するとともに一対の接点６ａ，７ａを露設することで、収納室２ａに、導電性流体Ｌ１を収納するチャンバとしての機能と、導電性流体Ｌ１の流路となるチャンネルとしての機能とを持たせている。
【００５７】
したがって、本実施形態の接点開閉装置１によれば、図３に示すような従来の接点開閉装置１００のように導電性流体Ｌ１００を収納するためのチャンバ１０２ａと、チャンバ１０２ａに収納された導電性流体Ｌ１の流路となる第２チャンネル１０２ｃを別個に設ける場合に比べて、構成を簡素化することができる。しかも、収納室２ａは半導体基板３の厚み方向における断面が円形状に形成されているから、従来のように細長い空間部からなるチャンネルに導電性流体Ｌ１を注入する場合に比べて、注入作業を容易に行うことができ、これにより製造が容易になるという効果を奏する。
【００５８】
しかも、従来の接点開閉装置１００のように導電性流体Ｌ１００の流路となる第２チャンネル１０２ｃ用の領域を確保する必要がないから、同サイズの半導体基板を用いた際に、チャンバとして用いることができる領域を増やすことができる。これにより全面に亘ってダイアフラム状に形成される底壁部３ｃの面積を増やすことが可能となるから、底壁部３ｃの剛性を低下させて、変形し易くさせることが可能になり、その結果、省電力化が図れるという効果を奏する。
【００５９】
尚、接点開閉装置１では、半導体基板３に、収納凹所３ｂ等の導電性流体Ｌ１を収納する凹部を形成して、絶縁基板５にて半導体基板３の凹部の開口を閉塞することで収納室２ａを構成するようにしているが、このような導電性流体Ｌ１を収納する凹部を絶縁基板５に形成して、半導体基板３にて絶縁基板５の凹部の開口を閉塞することで、収納室２ａを構成してもよい。
【００６０】
また尚、接点開閉装置１の構成は、上記の例に限定されるものではなく、接点開閉装置の使用目的等に応じて、接点の数を増やしたり、半導体基板３や絶縁基板５の形状を変えたりしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】（ａ）は、本発明の接点開閉装置の概略前面図であり、（ｂ）は、概略後面図であり、（ｃ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線における概略断面図である。
【図２】本発明の接点開閉装置の動作説明図である。
【図３】（ａ）は、従来の接点開閉装置の概略前面図であり、（ｂ）は、概略後面図であり、（ｃ）は、同図（ｂ）のＥ−Ｅ線における概略断面図であり、（ｄ）は、同図（ｂ）のＦ−Ｆ線における概略断面図であり、（ｅ）は、同図（ｂ）のＧ−Ｇ線における概略断面図である。
【符号の説明】
【００６２】
１    接点開閉装置
２    本体部
２ａ  収納室
３    半導体基板
３ｂ  収納凹所
３ｃ  底壁部
５    絶縁基板
６ａ，６ａ  接点
Ｌ１  導電性流体
Ｌ２  絶縁性流体
【図１】
2007299632.tif 000003
【図２】
2007299632.tif 000004
【図３】
2007299632.tif 000005